数据结构分类
逻辑结构：线性与非线性
逻辑结构揭示了数据元素之间的逻辑关系。
- 线性数据结构：数组、链表、栈、队列、哈希表，元素之间是一对一的顺序关系。
- 非线性数据结构：树、堆、图、哈希表。
从存储的角度来看，哈希表的底层是数组，其中每一个桶槽位可能包含一个值，也可能包含一个链表或一棵树。因此，哈希表可能同时包含线性数据结构（数组、链表）和非线性数据结构（树）。
非线性数据结构可以进一步划分为树形结构和网状结构。
- 树形结构：树、堆、哈希表，元素之间是一对多的关系。
- 网状结构：图，元素之间是多对多的关系。
物理结构：连续与分散
当算法程序运行时，正在处理的数据主要存储在内存中
系统通过内存地址来访问目标位置的数据
内存是所有程序的共享资源，当某块内存被某个程序占用时，则通常无法被其他程序同时使用了。因此在数据结构与算法的设计中，内存资源是一个重要的考虑因素
物理结构反映了数据在计算机内存中的存储方式，可分为连续空间存储（数组）和分散空间存储（链表）。
所有数据结构都是基于数组、链表或二者的组合实现的
- 基于数组可实现：栈、队列、哈希表、树、堆、图、矩阵、张量（维度 的数组）等。
- 基于链表可实现：栈、队列、哈希表、树、堆、图等。
基本数据类型
基本数据类型是 CPU 可以直接进行运算的类型，在算法中直接被使用，主要包括以下几种。
- 整数类型
byte、short、int、long。 - 浮点数类型
float、double，用于表示小数。 - 字符类型
char，用于表示各种语言的字母、标点符号甚至表情符号等。 - 布尔类型
bool，用于表示“是”与“否”判断。
基本数据类型以二进制的形式存储在计算机中。一个二进制位即为 1 比特。在绝大多数现代操作系统中，1 字节（byte）由 8 比特（bit）组成。
数字编码
原码、反码和补码
数字是以“补码”的形式存储在计算机中的。
- 原码：我们将数字的二进制表示的最高位视为符号位，其中 0 表示正数，1 表示负数，其余位表示数字的值。
- 反码：正数的反码与其原码相同，负数的反码是对其原码除符号位外的所有位取反。
- 补码：正数的补码与其原码相同，负数的补码是在其反码的基础上加 1 。
字符编码
在计算机中，所有数据都是以二进制数的形式存储的。为了表示字符，我们需要建立一套“字符集”，规定每个字符和二进制数之间的一一对应关系。
ASCII 字符集
ASCII 码使用 7 位二进制数（一个字节的低 7 位）表示一个字符，最多能够表示 128 个不同的字符。ASCII 码包括英文字母的大小写、数字 0 ~ 9、一些标点符号，以及一些控制字符（如换行符和制表符）。
ASCII 码仅能够表示英文。
GBK 字符集
中国国家标准总局于 1980 年发布了 GB2312 字符集，其收录了 6763 个汉字，基本满足了汉字的计算机处理需要。
GB2312 无法处理部分罕见字和繁体字。GBK 字符集是在 GB2312 的基础上扩展得到的，它共收录了 21886 个汉字。在 GBK 的编码方案中，ASCII 字符使用一个字节表示，汉字使用两个字节表示。
Unicode 字符集
Unicode 的中文名称为“统一码”
UTF-8 编码
目前，UTF-8 已成为国际上使用最广泛的 Unicode 编码方法。它是一种可变长度的编码，使用 1 到 4 字节来表示一个字符，根据字符的复杂性而变。ASCII 字符只需 1 字节，拉丁字母和希腊字母需要 2 字节，常用的中文字符需要 3 字节，其他的一些生僻字符需要 4 字节。
- UTF-16 编码：使用 2 或 4 字节来表示一个字符。所有的 ASCII 字符和常用的非英文字符，都用 2 字节表示；少数字符需要用到 4 字节表示。对于 2 字节的字符，UTF-16 编码与 Unicode 码点相等。
- UTF-32 编码：每个字符都使用 4 字节。这意味着 UTF-32 比 UTF-8 和 UTF-16 更占用空间，特别是对于 ASCII 字符占比较高的文本。
编程语言的字符编码
JavaScript 和 TypeScript 的字符串使用 UTF-16 编码。当 1995 年 Netscape 公司首次推出 JavaScript 语言时，Unicode 还处于发展早期，那时候使用 16 位的编码就足以表示所有的 Unicode 字符了。
